FR3116959A1 - TOPOLOGY OF A SOLID STATE POWER CONTROLLER WITH TWO INTERMEDIATE CAPACITORS - Google Patents

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Chandana JAYAMPATHI GAJANAYAKE
David Loder
Yu Yang
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Abstract

TOPOLOGIE D’UN CONTRÔLEUR DE PUISSANCE À SEMI-CONDUCTEURS AVEC DEUX CONDENSATEURS INTERMÉDIAIRES Architecture et procédé de commande d’un contrôleur de puissance à semi-conducteurs (SSPC) bidirectionnel à courant continu (CC). Le SSPC protège un système de distribution CC en isolant indépendamment les bus positif et négatif en cas de court-circuit ou de défaut à la terre. L’architecture SSPC comprend deux condensateurs entrelacés à auto-réparation et inclut une technique de commande de charge douce et rapide qui fournit une charge isolée de la ligne du condensateur de masse CC pour éviter le courant d’appel lors de la mise sous tension du système de distribution CC. La fonction de charge douce charge alternativement l’un des deux condensateurs entrelacés, tandis que l’autre condensateur se décharge vers le condensateur de masse CC. La commutation répétitive se traduit par un processus de charge et de décharge qui augmente la tension du condensateur de masse CC avant la mise sous tension du système de distribution CC, tout en maintenant la source d’alimentation CC isolée de la charge. Fig. 1TOPOLOGY OF A SOLID-STATE POWER CONTROLLER WITH TWO INTERMEDIATE CAPACITOR Architecture and control method of a bi-directional direct current (DC) solid-state power controller (SSPC). The SSPC protects a DC distribution system by independently isolating the positive and negative buses in the event of a short circuit or ground fault. The SSPC architecture features two interleaved self-healing capacitors and includes a smooth and fast charge control technique that provides an isolated charge from the DC ground capacitor line to avoid inrush current when powering up the DC distribution system. The soft charge function alternately charges one of the two interleaved capacitors, while the other capacitor discharges to the DC ground capacitor. Repetitive switching results in a charging and discharging process that increases the DC ground capacitor voltage before the DC distribution system is energized, while keeping the DC power source isolated from the load. Fig. 1

Description

TOPOLOGIE D’UN CONTRÔLEUR DE PUISSANCE À SEMI-CONDUCTEURS AVEC DEUX CONDENSATEURS INTERMÉDIAIRESTOPOLOGY OF A SOLID STATE POWER CONTROLLER WITH TWO INTERMEDIATE CAPACITORS

La divulgation concerne les convertisseurs de puissance, et spécifiquement les contrôleurs de puissance à semi-conducteurs à courant continu bidirectionnel.
ARRIÈRE-PLANThe disclosure relates to power converters, and specifically to bi-directional DC solid-state power controllers.
BACKGROUND

La distribution de puissance en courant continu (CC) est utilisée dans les industries aérospatiale et maritime. Différents types de contrôleurs de puissance à semi-conducteurs (SSPC) peuvent assurer la commande et la protection de la distribution de puissance CC. Certains exemples de SSPC peuvent protéger le système de distribution CC en cas de court-circuit ou de défaut à la terre. Certains exemples de SSPC peuvent également inclure un processus de charge douce pour aider à éviter le courant d’appel, par exemple, pendant le démarrage d’un système de distribution CC.
RÉSUMÉDirect current (DC) power distribution is used in the aerospace and marine industries. Different types of solid-state power controllers (SSPCs) can provide control and protection of DC power distribution. Some examples of SSPCs can protect the DC distribution system in the event of a short circuit or ground fault. Some SSPC examples may also include a soft charging process to help avoid inrush current, for example, during start-up of a DC distribution system.
SUMMARY

En général, la divulgation décrit une architecture et un procédé de commande d’un contrôleur de puissance à semi-conducteurs (SSPC) bidirectionnel à courant continu (CC). Le SSPC protège un système de distribution de puissance, par exemple un système de distribution de puissance CC, en isolant indépendamment les bus positif et négatif en cas de court-circuit ou de défaut à la terre. L’architecture SSPC comprend deux condensateurs imbriqués à autoréparation et fonctionne avec une technique de commande de charge douce qui fournit une charge isolée de la ligne du condensateur de masse pour éviter le courant d’appel lors de la mise sous tension du système de distribution. La fonction de charge douce charge alternativement l’un des deux condensateurs entrelacés, tandis que l’autre condensateur se décharge vers le condensateur de masse. La commutation répétitive entraîne un processus de charge et de décharge qui augmente la tension du condensateur de masse avant la mise sous tension du système de distribution, tout en maintenant la source d’alimentation isolée de la charge.In general, the disclosure describes an architecture and method of controlling a direct current (DC) bi-directional solid-state power controller (SSPC). The SSPC protects a power distribution system, such as a DC power distribution system, by independently isolating the positive and negative buses in the event of a short circuit or ground fault. The SSPC architecture includes two nested self-healing capacitors and operates with a soft load control technique that provides an isolated load from the ground capacitor line to avoid inrush current when powering up the distribution system. The soft charge function alternately charges one of the two interleaved capacitors, while the other capacitor discharges to the ground capacitor. The repetitive switching results in a charging and discharging process that increases the ground capacitor voltage before the distribution system is energized, while keeping the power source isolated from the load.

Dans un exemple, cette divulgation décrit un circuit comprenant un bus différentiel comprenant un rail du côté haut et un rail du côté bas ; un condensateur de masse couplé entre le rail du côté haut et le rail du côté bas, le condensateur de masse étant configuré pour filtrer la puissance de sortie par le circuit ; et un circuit de précharge configuré pour précharger le condensateur de masse, le circuit de précharge comprenant un premier commutateur et un second commutateur ; un premier condensateur intermédiaire et un second condensateur intermédiaire ; une borne de drain du premier commutateur étant directement couplée à une première borne du second condensateur intermédiaire et une borne de source du premier commutateur étant directement couplée à une première borne du premier condensateur ; une borne de drain du second commutateur étant directement couplée à une seconde borne du second condensateur et la borne de source du second commutateur étant directement couplée à une seconde borne du premier condensateur.In one example, this disclosure describes a circuit comprising a differential bus comprising a high side rail and a low side rail; a ground capacitor coupled between the high side rail and the low side rail, the ground capacitor configured to filter power output by the circuit; and a precharge circuit configured to precharge the ground capacitor, the precharge circuit including a first switch and a second switch; a first intermediate capacitor and a second intermediate capacitor; a drain terminal of the first switch being directly coupled to a first terminal of the second intermediate capacitor and a source terminal of the first switch being directly coupled to a first terminal of the first capacitor; a drain terminal of the second switch being directly coupled to a second terminal of the second capacitor and the source terminal of the second switch being directly coupled to a second terminal of the first capacitor.

Dans un autre exemple, cette divulgation décrit un procédé de commande d’un circuit de précharge couplé entre une source d’alimentation et un bus différentiel comprenant l’activation et la désactivation d’un premier commutateur et d’un second commutateur pendant une première période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation à un premier condensateur intermédiaire et isoler le premier condensateur intermédiaire d’un condensateur de masse : le circuit de précharge comprenant le premier commutateur et le second commutateur, le bus différentiel comprenant un rail du côté haut et un rail du côté bas, et le condensateur de masse étant couplé entre le rail du côté haut et le rail du côté bas ; l’activation et la désactivation du premier commutateur et du second commutateur pendant une deuxième période de temps pour transférer de l’énergie du premier condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le premier condensateur intermédiaire de la source d’alimentation ; l’activation et la désactivation du premier commutateur et du second commutateur pendant la deuxième période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation au second condensateur intermédiaire et isoler le second condensateur intermédiaire du condensateur de masse ; et l’activation et la désactivation du premier commutateur et du second commutateur pendant la première période de temps pour transférer de l’énergie du second condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le second condensateur intermédiaire de la source d’alimentation.In another example, this disclosure describes a method of controlling a precharge circuit coupled between a power source and a differential bus comprising turning on and off a first switch and a second switch during a first period of time for transferring energy from the power source to a first intermediate capacitor and isolating the first intermediate capacitor from a ground capacitor: the precharging circuit comprising the first switch and the second switch, the differential bus comprising a high side rail and a low side rail, and the ground capacitor being coupled between the high side rail and the low side rail; turning on and off the first switch and the second switch for a second period of time to transfer power from the first intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the first intermediate capacitor from the power source; turning on and off the first switch and the second switch during the second time period to transfer power from the power source to the second intermediate capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the ground capacitor; and turning on and off the first switch and the second switch during the first period of time to transfer power from the second intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the power source.

Dans un autre exemple, la présente divulgation décrit un dispositif comprenant un support lisible par ordinateur non transitoire sur lequel sont stockées des instructions exécutables, configurées pour être exécutables par des circuits de traitement pour amener les circuits de traitement à : activer et désactiver un premier commutateur et un second commutateur pendant une première période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation à un premier condensateur intermédiaire et isoler le premier condensateur intermédiaire d’un condensateur de masse. Le circuit de précharge comprend le premier commutateur et le second commutateur, le bus différentiel comprend un rail du côté haut et un rail du côté bas, et le condensateur de masse est couplé entre le rail du côté haut et le rail du côté bas. Les instructions amènent en outre les circuits de traitement à activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant une deuxième période de temps pour transférer de l’énergie du premier condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le premier condensateur intermédiaire de la source d’alimentation ; activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant la deuxième période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation au second condensateur intermédiaire et isoler le second condensateur intermédiaire du condensateur de masse ; et activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant la première période de temps pour transférer de l’énergie du second condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le second condensateur intermédiaire de la source d’alimentation.In another example, the present disclosure describes a device comprising a non-transitory computer-readable medium on which are stored executable instructions, configured to be executable by processing circuitry to cause the processing circuitry to: activate and deactivate a first switch and a second switch for a first period of time to transfer power from the power source to a first intermediate capacitor and isolate the first intermediate capacitor from a ground capacitor. The precharging circuit includes the first switch and the second switch, the differential bus includes a high side rail and a low side rail, and the ground capacitor is coupled between the high side rail and the low side rail. The instructions further cause the processing circuitry to turn on and off the first switch and the second switch for a second period of time to transfer power from the first intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the first intermediate capacitor from the power source. 'feed ; turning the first switch and the second switch on and off for the second time period to transfer power from the power source to the second intermediate capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the ground capacitor; and turning on and off the first switch and the second switch for the first period of time to transfer power from the second intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the power source.

Les détails d’un ou plusieurs exemples de la divulgation sont exposés dans les dessins ci-joints et la description ci-dessous. D’autres caractéristiques, objets et avantages de la divulgation apparaîtront à la lecture de la description et des dessins, ainsi que des revendications.Details of one or more examples of the disclosure are set forth in the accompanying drawings and the description below. Other features, objects and advantages of the disclosure will become apparent from reading the description and the drawings, as well as the claims.

est un schéma fonctionnel illustrant un système qui comprend un circuit de précharge couplé entre une source d’alimentation et un bus différentiel, conformément à une ou plusieurs techniques de cette divulgation. is a block diagram illustrating a system that includes a precharging circuit coupled between a power source and a differential bus, in accordance with one or more techniques of this disclosure.

et sont des diagrammes schématiques montrant un mode de charge avant, conformément à une ou plusieurs techniques de cette divulgation. and are schematic diagrams showing a forward charging mode, in accordance with one or more techniques of this disclosure.

est un schéma illustrant un convertisseur de puissance mis en œuvre en utilisant des transistors à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur à canal n avec des diodes antiparallèles, avec un exemple de mode de commande en boucle fermée, conformément à une ou plusieurs techniques de cette divulgation. is a diagram illustrating a power converter implemented using n-channel metal-oxide-semiconductor field-effect transistors with antiparallel diodes, with an example of a closed-loop control mode, in accordance with one or more techniques of this disclosure.

est un schéma fonctionnel conceptuel montrant un agencement de circuit pour de multiples circuits de précharge, conformément à une ou plusieurs techniques de cette divulgation. is a conceptual block diagram showing a circuit arrangement for multiple precharging circuits, in accordance with one or more techniques of this disclosure.

est un organigramme illustrant un exemple d’opération de démarrage pour un circuit de convertisseur de puissance, selon une ou plusieurs techniques de cette divulgation. is a flowchart illustrating an example start-up operation for a power converter circuit, according to one or more techniques of this disclosure.

est un organigramme illustrant un exemple de fonctionnement d’un circuit de précharge selon une ou plusieurs techniques de cette divulgation. is a flowchart illustrating an example of the operation of a precharging circuit according to one or more techniques of this disclosure.

Claims (20)

Circuit (100, 200, 300) comprenant :
un bus différentiel (160, 460, 462) comprenant un rail côté haut (162) et un rail côté bas (164) ;
un condensateur de masse (150, 450, 452) couplé entre le rail du côté haut et le rail du côté bas, le condensateur de masse étant configuré pour filtrer la puissance délivrée par le circuit ; et
un circuit de précharge (120, 420, 422) configuré pour précharger le condensateur de masse, le circuit de précharge comprenant :
un premier commutateur (132, 230, 330) et un second commutateur (130, 132, 332) ;
un premier condensateur intermédiaire (140) et un second condensateur intermédiaire (142) ;
une borne de drain du premier commutateur étant directement couplée à une première borne du second condensateur intermédiaire et une borne de source du premier commutateur étant directement couplée à une première borne du premier condensateur ;
une borne de drain du second commutateur étant directement couplée à une seconde borne du second condensateur et la borne de source du second commutateur étant directement couplée à une seconde borne du premier condensateur.Circuit (100, 200, 300) comprising:
a differential bus (160, 460, 462) including a high side rail (162) and a low side rail (164);
a ground capacitor (150, 450, 452) coupled between the high side rail and the low side rail, the ground capacitor configured to filter power output from the circuit; and
a precharge circuit (120, 420, 422) configured to precharge the ground capacitor, the precharge circuit comprising:
a first switch (132, 230, 330) and a second switch (130, 132, 332);
a first intermediate capacitor (140) and a second intermediate capacitor (142);
a drain terminal of the first switch being directly coupled to a first terminal of the second intermediate capacitor and a source terminal of the first switch being directly coupled to a first terminal of the first capacitor;
a drain terminal of the second switch being directly coupled to a second terminal of the second capacitor and the source terminal of the second switch being directly coupled to a second terminal of the first capacitor. Circuit selon la revendication 1,
le circuit de précharge étant configuré pour précharger le condensateur de masse avant de connecter une source d’alimentation (110, 410, 412) à une charge (170), et
le circuit de précharge étant configuré pour connecter et déconnecter le rail du côté haut (162) et le rail du côté bas (164) tout en préchargeant le condensateur de masse.Circuit according to claim 1,
the precharging circuit being configured to precharge the ground capacitor before connecting a power source (110, 410, 412) to a load (170), and
the precharging circuit being configured to connect and disconnect the high side rail (162) and the low side rail (164) while precharging the ground capacitor. Circuit selon la revendication 1, comprenant en outre une source d’alimentation (110, 410, 412) configurée pour générer une puissance et couplée au circuit de précharge ; le circuit de précharge comprenant en outre une pluralité de diodes (121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128),
une anode d’une première diode (121) et une cathode d’une deuxième diode (122) de la pluralité de diodes se connectant à une première borne (112) de la source d’alimentation ;
une anode d’une troisième diode (123) et une cathode d’une quatrième diode (124) se connectant au rail côté haut ;
une anode d’une cinquième diode (125) et une cathode d’une sixième diode (126) se connectant à une seconde borne (114) de la source d’alimentation ;
une anode d’une septième diode (127) et une cathode d’une huitième diode (128) se connectant au rail du côté bas.The circuit of claim 1, further comprising a power source (110, 410, 412) configured to generate power and coupled to the precharge circuit; the precharging circuit further comprising a plurality of diodes (121, 122, 123, 124, 125, 126, 127, 128),
an anode of a first diode (121) and a cathode of a second diode (122) of the plurality of diodes connecting to a first terminal (112) of the power source;
an anode of a third diode (123) and a cathode of a fourth diode (124) connecting to the high side rail;
an anode of a fifth diode (125) and a cathode of a sixth diode (126) connecting to a second terminal (114) of the power source;
an anode of a seventh diode (127) and a cathode of an eighth diode (128) connecting to the low side rail. Circuit selon la revendication 3, comprenant en outre un contrôleur (190, 390, 490) configuré pour faire fonctionner le circuit de précharge pour :
activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant une première période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation au premier condensateur intermédiaire et isoler le premier condensateur intermédiaire du condensateur de masse ; et
activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant une deuxième période de temps pour transférer de l’énergie du premier condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le premier condensateur intermédiaire de la source d’alimentation.The circuit of claim 3, further comprising a controller (190, 390, 490) configured to operate the precharge circuit to:
turning on and off the first switch and the second switch for a first period of time to transfer power from the power source to the first intermediate capacitor and isolate the first intermediate capacitor from the ground capacitor; and
turning on and off the first switch and the second switch for a second period of time to transfer power from the first intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the first intermediate capacitor from the power source. Circuit selon la revendication 4, le contrôleur étant configuré pour faire fonctionner le circuit de précharge pour :
activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant la deuxième période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation au second condensateur intermédiaire et isoler le second condensateur intermédiaire du condensateur de masse ; et
activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant la première période de temps pour transférer de l’énergie du second condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le second condensateur intermédiaire de la source d’alimentation.A circuit according to claim 4, the controller being configured to operate the precharge circuit for:
turning on and off the first switch and the second switch during the second time period to transfer power from the power source to the second intermediate capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the ground capacitor; and
turning on and off the first switch and the second switch for the first period of time to transfer power from the second intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the power source. Circuit selon la revendication 1, comprenant en outre un contrôleur (190, 390, 490) configuré pour :
précharger le condensateur de masse en utilisant une commande en boucle ouverte à un premier moment ;
surveiller un changement de tension à travers le condensateur de masse ;
en réponse à la variation de tension satisfaisant un seuil de variation de tension, précharger le condensateur de masse en utilisant un mode de commande en boucle fermée à un second moment suivant le premier moment.A circuit according to claim 1, further comprising a controller (190, 390, 490) configured to:
precharging the ground capacitor using open loop control at a first time;
monitoring a voltage change across the ground capacitor;
in response to the voltage change satisfying a voltage change threshold, precharging the ground capacitor using a closed loop control mode at a second time following the first time. Circuit selon la revendication 6,
le circuit étant configuré pour fournir de l’énergie à une charge (170),
le contrôleur étant configuré pour :
déterminer un type de charge,
sélectionner le mode de commande en boucle fermée parmi une pluralité de modes de commande en boucle fermée en fonction du type de la charge,
précharger le condensateur de masse en utilisant le mode de commande en boucle fermée sélectionné.Circuit according to claim 6,
the circuit being configured to supply power to a load (170),
the controller being configured for:
determine a type of load,
select the closed loop control mode from among a plurality of closed loop control modes depending on the type of the load,
precharge the ground capacitor using the selected closed loop control mode. Circuit selon la revendication 7, le mode de commande sélectionné comprenant un mode de commande d’hystérésis de courant électrique.A circuit as claimed in claim 7, the selected control mode comprising an electric current hysteresis control mode. Circuit selon la revendication 7, la charge comprenant un inverseur configuré pour convertir la puissance filtrée par le condensateur de masse.A circuit as claimed in claim 7, the load comprising an inverter configured to convert power filtered by the ground capacitor. Circuit selon la revendication 1, comprenant en outre un contrôleur (190, 390, 490) configuré pour :
mesurer un temps de décharge du premier condensateur intermédiaire ;
déterminer si le temps de décharge est inférieur à une durée de seuil ; et
déterminer une condition de court-circuit dans le condensateur de masse en réponse à la détermination que le temps de décharge est inférieur à la durée de seuil.A circuit according to claim 1, further comprising a controller (190, 390, 490) configured to:
measuring a discharge time of the first intermediate capacitor;
determining if the discharge time is less than a threshold duration; and
determining a short circuit condition in the ground capacitor in response to determining that the discharge time is less than the threshold duration. Circuit selon la revendication 1, comprenant en outre :
une source d’alimentation (110, 410, 412) configurée pour générer de l’énergie électrique et couplée au circuit de précharge ;
un contrôleur configuré pour :
détecter un défaut sur le rail côté haut ou sur le rail côté bas ; et
en réponse à la détection du défaut, désactiver le premier commutateur et le second commutateur pour isoler le rail côté haut et le rail côté bas de la source d’alimentation.A circuit according to claim 1, further comprising:
a power source (110, 410, 412) configured to generate electrical power and coupled to the precharging circuit;
a controller configured for:
detecting a fault on the high side rail or on the low side rail; and
in response to detecting the fault, turning off the first switch and the second switch to isolate the high side rail and the low side rail from the power source. Circuit selon la revendication 11, la source d’alimentation étant une source d’alimentation à courant continu (CC).A circuit according to claim 11, the power source being a direct current (DC) power source. Circuit selon la revendication 11, le circuit étant bidirectionnel dans lequel la source d’alimentation fournit de l’énergie à une charge (170) à un premier moment et reçoit de l’énergie de la charge à un second moment.The circuit of claim 11, the circuit being bi-directional in which the power source provides power to a load (170) at a first time and receives power from the load at a second time. Circuit selon l’une des revendications précédentes, le premier condensateur intermédiaire et le second condensateur intermédiaire comprenant un condensateur non polarisé à auto-régénération.Circuit according to one of the preceding claims, the first intermediate capacitor and the second intermediate capacitor comprising a non-biased self-healing capacitor. Procédé pour commander un circuit de précharge (120, 420, 422) couplé entre une source d’alimentation (110, 410, 412) et un bus différentiel (160, 460, 462), le procédé comprenant :
l’activation et la désactivation, par un contrôleur (190, 390, 490), d’un premier commutateur (132, 230, 330) et d’un second commutateur (130, 132, 332) pendant une première période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation à un premier condensateur intermédiaire (140) et isoler le premier condensateur intermédiaire d’un condensateur de masse (150, 450, 452),
le circuit de précharge comprenant le premier commutateur et le second commutateur,
le bus différentiel comprenant un rail côté haut (162) et un rail côté bas (164), et
le condensateur de masse étant couplé entre le rail côté haut et le rail côté bas ;
l’activation et la désactivation du premier commutateur et du second commutateur pendant une deuxième période de temps pour transférer de l’énergie du premier condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le premier condensateur intermédiaire de la source d’alimentation
l’activation et la désactivation du premier commutateur et du second commutateur pendant la deuxième période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation à un second condensateur intermédiaire et isoler le second condensateur intermédiaire du condensateur de masse ; et
l’activation et la désactivation du premier commutateur et du second commutateur pendant la première période de temps pour transférer de l’énergie du second condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le second condensateur intermédiaire de la source d’alimentation.A method for controlling a precharge circuit (120, 420, 422) coupled between a power source (110, 410, 412) and a differential bus (160, 460, 462), the method comprising:
a controller (190, 390, 490) turning on and off a first switch (132, 230, 330) and a second switch (130, 132, 332) for a first period of time to transferring power from the power source to a first intermediate capacitor (140) and isolating the first intermediate capacitor from a ground capacitor (150, 450, 452),
the precharging circuit comprising the first switch and the second switch,
the differential bus comprising a high side rail (162) and a low side rail (164), and
the ground capacitor being coupled between the high side rail and the low side rail;
turning the first switch and the second switch on and off for a second period of time to transfer power from the first intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the first intermediate capacitor from the power source
turning on and off the first switch and the second switch during the second time period to transfer power from the power source to a second intermediate capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the ground capacitor; and
turning on and off the first switch and the second switch for the first period of time to transfer power from the second intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the power source. Procédé selon la revendication 15 ou la revendication 16, comprenant en outre :
l’utilisation, par le contrôleur, d’une commande en boucle ouverte pour précharger le condensateur de masse à un premier moment ;
pendant l’utilisation d’une commande en boucle ouverte pour précharger le condensateur de masse, la réception d’un signal indiquant une variation de tension aux bornes du condensateur de masse ;
en réponse à la variation de tension satisfaisant un seuil de variation de tension, l’utilisation, par le contrôleur, d’un mode de commande en boucle fermée à un second moment ultérieur au premier moment pour précharger le condensateur de masse.A method according to claim 15 or claim 16, further comprising:
the controller using open loop control to precharge the ground capacitor at a first time;
while using open loop control to precharge the ground capacitor, receiving a signal indicative of a voltage change across the ground capacitor;
in response to the voltage change satisfying a voltage change threshold, the controller employing a closed loop control mode at a second time subsequent to the first time to precharge the ground capacitor. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre :
la détection si un défaut existe au niveau du rail du côté haut ou du rail du côté bas ; et
en réponse à la détection du défaut, désactiver le premier commutateur et le second commutateur pour isoler le rail côté haut et le rail côté bas de la source d’alimentation.A method according to claim 15, further comprising:
detecting whether a fault exists at the high side rail or the low side rail; and
in response to detecting the fault, turning off the first switch and the second switch to isolate the high side rail and the low side rail from the power source. Dispositif comprenant un support lisible par ordinateur non transitoire sur lequel sont stockées des instructions exécutables, configurées pour être exécutables par des circuits de traitement pour amener les circuits de traitement à :
activer et désactiver un premier commutateur (132, 230, 330) et un second commutateur (130, 132, 332) pendant une première période de temps pour transférer de l’énergie d’une source d’alimentation (110, 410, 412) à un premier condensateur intermédiaire (140) et isoler le premier condensateur intermédiaire d’un condensateur de masse (150, 450, 452), le condensateur de masse étant couplé entre un rail du côté haut (162) et le rail du côté bas (164) d’un bus différentiel (160, 460, 462) ;
activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant une deuxième période de temps pour transférer de l’énergie du premier condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le premier condensateur intermédiaire de la source d’alimentation ;
activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant la deuxième période de temps pour transférer de l’énergie de la source d’alimentation à un second condensateur intermédiaire et isoler le second condensateur intermédiaire du condensateur de masse ; et
activer et désactiver le premier commutateur et le second commutateur pendant la première période de temps pour transférer de l’énergie du second condensateur intermédiaire au condensateur de masse et isoler le second condensateur intermédiaire de la source d’alimentation.A device comprising a non-transitory computer-readable medium on which are stored executable instructions, configured to be executable by processing circuits to cause the processing circuits to:
turning on and off a first switch (132, 230, 330) and a second switch (130, 132, 332) for a first period of time to transfer power from a power source (110, 410, 412) to a first intermediate capacitor (140) and isolating the first intermediate capacitor from a ground capacitor (150, 450, 452), the ground capacitor being coupled between a high side rail (162) and the low side rail ( 164) of a differential bus (160, 460, 462);
turning on and off the first switch and the second switch for a second period of time to transfer power from the first intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the first intermediate capacitor from the power source;
turning on and off the first switch and the second switch during the second time period to transfer power from the power source to a second intermediate capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the ground capacitor; and
turning on and off the first switch and the second switch for the first period of time to transfer power from the second intermediate capacitor to the ground capacitor and isolate the second intermediate capacitor from the power source. Dispositif selon la revendication 18, les instructions étant configurées pour amener les circuits de traitement à :
utiliser une commande en boucle ouverte pour précharger le condensateur de masse à un premier moment ;
pendant l’utilisation d’une commande en boucle ouverte pour précharger le condensateur de masse, recevoir un signal indiquant une variation de tension aux bornes du condensateur de masse ;
en réponse à la variation de tension satisfaisant un seuil de variation de tension, utiliser un mode de commande en boucle fermée à un second moment ultérieur au premier moment pour précharger le condensateur de masse.Device according to claim 18, the instructions being configured to cause the processing circuits to:
using open loop control to precharge the ground capacitor at a first time;
while using open loop control to precharge the ground capacitor, receiving a signal indicative of a voltage change across the ground capacitor;
in response to the voltage change satisfying a voltage change threshold, using a closed loop control mode at a second time subsequent to the first time to precharge the ground capacitor. Dispositif selon la revendication 18 ou la revendication 19,
le convertisseur de puissance électrique étant configuré pour fournir de la puissance à une charge (170), et
les instructions étant configurées pour amener les circuits de traitement à :
déterminer un type de charge,
sélectionner le mode de commande en boucle fermée parmi une pluralité de modes de commande en boucle fermée en fonction du type de la charge, et
précharger le condensateur de masse en utilisant le mode de commande en boucle fermée sélectionné.
Device according to claim 18 or claim 19,
the electric power converter being configured to supply power to a load (170), and
the instructions being configured to cause the processing circuits to:
determine a type of load,
selecting the closed loop control mode from among a plurality of closed loop control modes depending on the type of the load, and
precharge the ground capacitor using the selected closed loop control mode.
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